專利名稱：一種應(yīng)用uc3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制方法，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、燃料電池等新能源的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且對(duì)開(kāi)關(guān)電源提出了新的要求，即需要更大功率和更加可靠、開(kāi)關(guān)頻率更高的開(kāi)關(guān)電源。如果單臺(tái)開(kāi)關(guān)電源過(guò)大，則很難設(shè)計(jì)和選擇電器元件，而且單臺(tái)電源工作的系統(tǒng)可靠性很低。開(kāi)關(guān)電源的并聯(lián)技術(shù)大致可分為電力電子器件的并聯(lián)和多臺(tái)變換器的并聯(lián)兩種方式，電力電子器件的并聯(lián)要對(duì)原有的開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，還可能存在環(huán)流的問(wèn)題。所以目前采用的方法是多臺(tái)開(kāi)關(guān)電源的并聯(lián)，即模塊化并聯(lián)，而減少單臺(tái)開(kāi)關(guān)電源的功率和增加系統(tǒng)的可靠性。這種并聯(lián)方式不用對(duì)原有的變換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，可以充分利用已有的設(shè)備，比較容易實(shí)現(xiàn)，而且易于分解和組合，使用靈活。采用模塊化電源系統(tǒng)后，還具有以下優(yōu)勢(shì)(I)減少了每個(gè)開(kāi)關(guān)器件上流過(guò)的電流，提聞了系統(tǒng)的壽命；(2)可以提聞開(kāi)關(guān)頻率，從而提高了模塊的功率密度，使電源系統(tǒng)的體積和重量下降；(3)實(shí)現(xiàn)低電壓下的大電流輸出。開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流的方法很多，有阻抗調(diào)整法、下垂法、主從法、平均電流法、最大電流法等，而最大電流法性能最好，而且調(diào)整簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，均流母線開(kāi)路或者短路都不影響電源模塊的獨(dú)立工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制方法的電路。一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路，包括電壓采樣電路、電流采樣電路、均流控制器UC3907、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、集成運(yùn)算放大電路；所述電壓采樣電路包括限流電阻R1、電阻R2，電壓采樣模塊U1，電壓采樣電阻R3，濾波電容Cl、電阻R4，電壓跟隨器1，所述電壓采樣模塊Ul采用基于霍爾器件的LEM電壓模塊，具有電氣隔離作用；限流電阻R1、R2分別連接電源正端U+、負(fù)端U-;電壓采樣模塊Ul輸出的電壓經(jīng)電阻R4進(jìn)入到電壓跟隨器I ;電阻R3與濾波電容Cl并聯(lián)一端接地，另一端接電壓米樣模塊Ul的輸出腳5 ；所述電壓采樣電路的輸入端U+和U-分別為開(kāi)關(guān)電源輸出的高電位端和低電位端，電壓采樣電路的V+和V-分別接正電源VCC和負(fù)電源-VCC ；所述電流采樣電路包括電流采樣模塊U2、電流采樣電阻R5、濾波電容C2、電阻R6、電壓跟隨器2 ;所述電流采樣模塊U2采用基于霍爾器件的LEM電流模塊，開(kāi)關(guān)電源主電路輸出端的低電位端電流穿過(guò)LEM電流模塊，電流流向?yàn)镮+到1-；電流采樣模塊U2的V+和V-分別接正電源VCC和負(fù)電源-VCC ；電流采樣電路的輸出端M輸出的電流經(jīng)R6變成電壓進(jìn)入電壓跟隨器2 ;所述補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括電阻R8、電阻R9、電容C5、電容C6和所述均流控制器UC3907內(nèi)部電壓誤差放大器；電阻R9與電容C5串聯(lián)后與電容C6并聯(lián)再與電阻R9串聯(lián)；所述集成運(yùn)算放大電路包括電阻R10、電阻R11、電阻R12和運(yùn)算放大器A3 ;所述均流控制器UC3907的I腳連接到13腳，2腳輸入所述電流采樣電路的電壓跟隨器2的輸出，3、4、5腳接地，6腳與14腳之間接電容C4，7腳與地之間接電容C3，8、9腳不用，10腳接芯片工作電源VCC，11、12腳之間接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所有并聯(lián)開(kāi)關(guān)電源的均流控制器UC3907的15腳連接成為均流母線，UC3907的16腳連接由發(fā)光二極管D和電阻R7組成的主控模塊狀態(tài)指示電路，電壓采樣電路的電壓跟隨器I的I腳輸出的電壓經(jīng)電阻R8進(jìn)入到均流控制器UC3907的11腳，均流控制器UC3907腳12輸出的電壓經(jīng)電阻RlO進(jìn)入到所述集成運(yùn)算放大電路的運(yùn)算放大器A3的輸入端腳3。所述電壓采樣電路的電壓跟隨器I由運(yùn)算放大器Al構(gòu)成，電壓采樣模塊Ul輸出的電流經(jīng)電阻R4進(jìn)入到運(yùn)算放大器Al的腳3，運(yùn)算放大器Al —端接地，運(yùn)算放大器Al另一端接電源VCC。所述電流采樣電路的電壓跟隨器2由運(yùn)算放大器A2構(gòu)成，電流采樣模塊U2的輸出端經(jīng)R6變成電壓進(jìn)入到運(yùn)算放大器A2的腳3。本發(fā)明的原理UC3907是美國(guó)UNITR0DE公司的均流控制芯片，不僅具有均流功能，還具有電壓控制功能。UC3907采用的就是最大電流法均流，均流母線上電壓為所有并聯(lián)的電源模塊中輸出電流最大的電源模塊的輸出電流檢測(cè)電壓，各電源模塊的輸出電流的檢測(cè)電壓與均流母線的電壓相比較，再通過(guò)調(diào)節(jié)放大器調(diào)節(jié)參考電壓以校正電源模塊輸出電流的不均衡度。最大電流法克服了平均電流法的一些缺點(diǎn)，不會(huì)因某個(gè)電源模塊的短路或限流等原因?qū)⒕髂妇€的電壓降低。最大電流法能使從電源模塊很好地均流，但由于主電源模塊輸出電流檢測(cè)電壓與均流母線電壓之間有一二極管壓降也帶來(lái)了均流誤差。UC3907在輸出電流檢測(cè)放大器輸出與均流母線之間用一單向緩沖放大器代替二極管消除了均流誤差。本發(fā)明有益效果本發(fā)明的電壓采樣和電流采樣采用基于霍爾器件的LEM模塊，控制電路與主電路之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離，能采集更大的輸出電壓和電流；開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓控制外環(huán)采用UC3907內(nèi)部的電壓誤差放大器，均流控制內(nèi)環(huán)采用UC3907內(nèi)部的調(diào)節(jié)放大器，在UC3907內(nèi)部調(diào)節(jié)電壓控制外環(huán)的給定電壓，調(diào)節(jié)精度高，電路簡(jiǎn)單，不用外設(shè)電壓給定調(diào)節(jié)電路；在補(bǔ)償回路中，通過(guò)采用電阻R9和電容C5串聯(lián)的方式可以在低頻時(shí)獲得較大的增益，而且低于某一頻率時(shí)，增益會(huì)迅速地增加，這樣可以達(dá)到更高的控制精度，在R9和C5串聯(lián)支路并聯(lián)地放置電容C6，能使高頻增益下降，防止高頻噪聲尖峰傳遞到輸出端；UC3907與驅(qū)動(dòng)控制PWM信號(hào)發(fā)生器SG3525之間采用非隔離式連接，增加了控制響應(yīng)速度和控制精度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例控制電路。圖2為本發(fā)明實(shí)施例開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)并聯(lián)系統(tǒng)圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)增益特性曲線。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例均流控制器UC3907的內(nèi)部原理圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例PWM發(fā)生器SG3525的內(nèi)部原理圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例UC3907與SG3525的連接圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)圖，電源模塊1、電源模塊2……電源模塊η并聯(lián)工作，輸入直流電源為同一直流電源，IN+為直流電源輸入高電位端，IN-為直流電源輸入低電位端；η個(gè)開(kāi)關(guān)電源的輸出正電位OUT+端連到一起，負(fù)電位OUT-端連到一起；每個(gè)電源模塊的均流控制器UC3907的15腳都接到SHARE BUS上。每個(gè)電源模塊都包括主電路和反饋控制回路，其中，主電路由逆變電路、高頻變壓器T和輸出整流濾波電路組成，反饋控制回路由電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、均流控制器UC3907、驅(qū)動(dòng)控制PWM信號(hào)發(fā)生器SG3525和驅(qū)動(dòng)電路組成。如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路，包括電壓采樣電路、電流采樣電路、均流控制器UC3907、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)算放大電路。在所述電壓采樣電路和所述電流采樣電路中，各參數(shù)推導(dǎo)公式如下(I)開(kāi)關(guān)電源輸出的額定電壓為Un，每個(gè)電源模塊的額定輸出電流為In;(2)電壓采樣模塊Ul的主電流回路的額定電流為Ipl，次級(jí)電流回路的額定電流為Isl ;電流采樣模塊U2的主電流回路的額定電流為Ip2，次級(jí)電流回路的額定電流為Is2 ；(3)均流控制器UC3907的11腳電壓為2. 0V，2腳電壓為O. 2V。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路，包括電壓采樣電路(I )、電流采樣電路(2)、均流控制器UC3907 (3)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(4)、集成運(yùn)算放大電路(5)； 所述電壓采樣電路(I)包括限流電阻R1、電阻R2，電壓采樣模塊U1，電壓采樣電阻R3，濾波電容Cl、電阻R4，電壓跟隨器1，所述電壓采樣模塊Ul采用基于霍爾器件的LEM電壓模塊，具有電氣隔離作用；限流電阻R1、R2分別連接電源正端U+、負(fù)端U-;電壓采樣模塊Ul輸出的電壓經(jīng)電阻R4進(jìn)入到電壓跟隨器I ;電阻R3與濾波電容Cl并聯(lián)一端接地，另一端接電壓米樣模塊Ul的輸出腳5 ； 所述電壓采樣電路(I)的輸入端U+和U-分別為開(kāi)關(guān)電源輸出的高電位端和低電位端，電壓采樣電路(I)的V+和V-分別接正電源VCC和負(fù)電源-VCC ； 所述電流采樣電路(2 )包括電流采樣模塊U2、電流采樣電阻R5、濾波電容C2、電阻R6、電壓跟隨器2 ;所述電流采樣模塊U2采用基于霍爾器件的LEM電流模塊，開(kāi)關(guān)電源主電路輸出端的低電位端電流穿過(guò)LEM電流模塊，電流流向?yàn)镮+到1-;電流采樣模塊U2的V+和V-分別接正電源VCC和負(fù)電源-VCC ；電流采樣電路(2 )的輸出端M輸出的電流經(jīng)R6變成電壓進(jìn)入電壓跟隨器2 ; 所述補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(4)包括電阻R8、電阻R9、電容C5、電容C6和所述均流控制器UC3907(3)內(nèi)部電壓誤差放大器；電阻R9與電容C5串聯(lián)后與電容C6并聯(lián)再與電阻R9串聯(lián)； 所述集成運(yùn)算放大電路(5)包括電阻R10、電阻R11、電阻R12和運(yùn)算放大器A3 ;其特征在于所述均流控制器UC3907的I腳連接到13腳，2腳輸入所述電流采樣電路(2)的電壓跟隨器2的輸出，3、4、5腳接地，6腳與14腳之間接電容C4，7腳與地之間接電容C3，8、9腳不用，10腳接芯片工作電源VCC，11、12腳之間接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(4)，所有并聯(lián)開(kāi)關(guān)電源的均流控制器UC3907 (3)的15腳連接成為均流母線，UC3907 (3)的16腳連接由發(fā)光二極管D (6)和電阻R7組成的主控模塊狀態(tài)指示電路，電壓采樣電路(I)的電壓跟隨器I的I腳輸出的電壓經(jīng)電阻R8進(jìn)入到均流控制器UC3907 (3)的11腳，均流控制器UC3907 (3)腳12輸出的電壓經(jīng)電阻RlO進(jìn)入到所述集成運(yùn)算放大電路(5)的運(yùn)算放大器A3的輸入端腳3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路，其特征在于電壓采樣電路(I)的電壓跟隨器I由運(yùn)算放大器Al構(gòu)成，電壓采樣模塊Ul輸出的電流經(jīng)電阻R4變成電壓信號(hào)進(jìn)入到運(yùn)算放大器Al的腳3，運(yùn)算放大器Al —端接地，運(yùn)算放大器Al另一端接電源VCC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路，其特征在于電流采樣電路(2)的電壓跟隨器2由運(yùn)算放大器A2構(gòu)成，電流采樣模塊U2的輸出端經(jīng)R6變成電壓進(jìn)入到運(yùn)算放大器A2的腳3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用UC3907的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流控制電路，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的電壓采樣和電流采樣采用基于霍爾器件的LEM模塊，其能采集更大的輸出電壓和電流；開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓控制外環(huán)采用UC3907內(nèi)部的電壓誤差放大器，均流控制內(nèi)環(huán)采用UC3907內(nèi)部的調(diào)節(jié)放大器；在補(bǔ)償回路中，通過(guò)采用電阻R9和電容C5串聯(lián)的方式可以在低頻時(shí)獲得較大的增益，而且低于某一頻率時(shí)，增益會(huì)迅速地增加，這樣可以達(dá)到更高的控制精度，在R9和C5的串聯(lián)支路上并聯(lián)地放置電容C6，能使高頻增益下降，防止高頻噪聲尖峰傳遞到輸出端；UC3907與驅(qū)動(dòng)控制PWM信號(hào)發(fā)生器SG3525之間采用非隔離式連接，增加了控制響應(yīng)速度和控制精度。
文檔編號(hào)H02M3/28GK103051189SQ20121051425
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者劉彥呈, 張潔喜, 趙友濤, 林葉錦, 肖德建, 程鵬, 周國(guó)順, 艾莉莉 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)